DE2842026C2

DE2842026C2 -

Info

Publication number: DE2842026C2
Application number: DE2842026A
Authority: DE
Inventors: Kenneth R. Dillon; Richard L. Saint Paul Minn. Us Terchek
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1977-09-26
Filing date: 1978-09-25
Publication date: 1991-10-02
Also published as: AU527570B2; CA1119847A; SE447126B; IT7851233A0; DE2842026A1; ES473631A1; GB2005728B; FR2403856A1; JPS6153415B2; JPS5495907A; AU4014878A; IT1106097B; SE7809968L; FR2403856B1; BR7806319A; GB2005728A

Description

Die Erfindung betrifft einen getränkten Metallpulversinterling, der zum größeren Teil aus einem aus Pulver gesinterten zusammenhängenden Skelett besteht, wobei das Porenvolumen mit einem niedrigerschmelzenden Metall oder einer solchen Legierung getränkt worden ist.The invention relates to a soaked metal powder sintering, the greater part of a coherent sintered from powder Skeleton exists, the pore volume with a lower melting metal or alloy has been soaked.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Ausbildung des getränkten Metallpulversinterlings.The invention further relates to a method for training the soaked metal powder sintered.

Bei einem derartigen getränkten Metallpulversinterling (US-PS 38 23 002) handelt es sich bei dem das gesinterte zusammenhängende Skelett bildenden Pulver um temperaturfeste unregelmäßig geformte Metallpulverteilchen, und das Tränkmaterial oder die Tränklegierung muß einen Schmelzpunkt aufweisen, der nicht über der halben Höhe des Schmelzpunktes der das zusammenhängende Skelett bildenden Metallpulverteilchen bei Messung auf der absoluten Temperaturskala liegt. Mit anderen Worten wird hier zunächst eine Kunststoffmischung aus multimodalen Körnern und einem flüchtigen thermoplastischen organischen Bindemittel gebildet, worauf die Kunststoffmischung zu einem Rohling geformt und dann erwärmt wird, um das thermoplastische Bindemittel auszutreiben, so daß ein poröses Skelett ohne eine unter dem Lichtmikroskop wahrnehmbare Halsbildung angrenzender Pulverteilchen entsteht. Der getränkte Metallpulversinterling ist zwar hart, aber spröde und brüchig.In such a soaked metal powder sintering (US-PS 38 23 002) is the sintered coherent Skeletal powder around temperature-resistant irregular shaped metal powder particles, and the impregnating material or the impregnating alloy must have a melting point that is not about half the melting point of the contiguous Metal powder particles forming skeleton during measurement is on the absolute temperature scale. In other words is a plastic mixture of multimodal Grains and a volatile thermoplastic organic Binder formed, whereupon the plastic mixture into one Blank is molded and then heated to the thermoplastic Expel binders so that a porous skeleton without a neck formation perceptible under the light microscope Powder particles are created. The soaked metal powder sintering is hard, but brittle and brittle.

Bekannt ist ferner aus der US-PS 39 88 524, sphärische Pulver mittels eines organischen Pulvers zu Grünlingen zu formen und diese dann mittels Hochdruckverdichtung zu sintern. Die sich dabei ergebenden Metallpulversinterlinge sind inhomogen, da ihr Oberflächenbereich durch die Verdichtung dichter gestaltet wird und die Pulverteilchen entlang der Achse dieser Verdichtung gedreht sind.Spherical powder is also known from US Pat. No. 3,988,524 using an organic powder to form green parts and to sinter them using high pressure compression. Which the resulting metal powder sinters are inhomogeneous because their surface area is made denser by the compression and the powder particles along the axis of this Compression are rotated.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen getränkten Metallpulversinterling der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der gleichmäßig dicht, zäh, schlagfest und im wesentlichen frei von Innen- und Oberflächenfehlern ist.The invention has for its object a soaked Metal powder sintering of the type mentioned at the beginning create that evenly dense, tough, impact resistant and in is essentially free of internal and surface defects.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Pulver aus sphärischen Teilchen aus Kobalt, Eisen, Nickel oder eines oder mehrere dieser Metalle enthaltenden Legierung besteht, daß bei Betrachtung unter dem Lichtmikroskop eine Halsbildung angrenzender Pulverteilchen wahrnehmbar ist, daß das Tränkmetall oder die Tränklegierung einen Schmelzpunkt hat, der mindestens 25 K niedriger als der Schmelzpunkt der niedrigstschmelzenden sphärischen Pulverteilchen liegt, und daß der Schmelzpunkt der Tränklegierung ferner im Bereich von 0,6 bis 0,98 des Schmelzpunktes des Skelettmaterials liegt, gemessen in K.This object is achieved in that the powder of spherical particles of cobalt, iron, Containing nickel or one or more of these metals Alloy is made when viewed under the light microscope a necking of adjacent powder particles It is noticeable that the impregnating metal or the impregnating alloy has a melting point that is at least 25 K lower than the melting point of the lowest melting spherical powder particles and that the melting point of the impregnating alloy further in the range of 0.6 to 0.98 of the melting point of the Skeletal material, measured in K.

Vorteilhafterweise liegen die sphärischen Pulverteilchen in einer Durchmesserverteilung im Bereich von 1 bis 200 μm vor. Insbesondere haben die sphärischen Pulverteilchen einen Durchmesser von weniger als 45 μm. Das Tränkmetall bzw. die Tränklegierung ist eine ein oder mehrere dieser Metalle enthaltende Legierung.The spherical powder particles are advantageously in a diameter distribution in the range from 1 to 200 μm in front. In particular, the spherical powder particles have one Diameter less than 45 μm. The impregnation metal or the Impregnation alloy is one containing one or more of these metals Alloy.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Ausbildung des getränkten Metallpulversinterlings zeichnet sich dadurch aus, daß in Kombination eine Mischung eines Pulvers aus sphärischen Teilchen aus Kobalt, Eisen, Nickel oder aus einer eines oder mehrere dieser Metalle enthaltenden Legierung mit einem flüchtigen organischen Bindemittel aus einem thermoplastischen Stoff über den Erweichungspunkt des Bindemittels erwärmt wird, die resultierende plastische Masse in einer erwärmten biegsamen Form zu einem im wesentlichen hohlraumfreien geformten Rohkörper mit der Gestalt und Größe der Form geformt, der so geformte Rohling in einem nichtreagierenden temperaturfesten Pulver gelagert und erwärmt wird, um das organische Bindemittel auszutreiben und die sphärischen Pulverteilchen zu einem zusammenhängenden Metallskelett zu sintern, daß das resultierende Metallskelett abgekühlt und mit einem Tränkmetall, dessen Schmelzpunkt mindestens 25 K niedriger als der Schmelzpunkt des niedrigstschmelzenden sphärischen Metallpulvers ist und der ferner im Bereich von 0,6 bis 0,98 des Schmelzpunktes des Skelettmaterials - gemessen in K - liegt, zu einem infiltrierten Metallsinterling aufgefüllt wird.The inventive method for training the soaked Metal powder sintered is characterized in that in Combination a mixture of a powder of spherical Particles of cobalt, iron, nickel or one or more of this alloy containing metals with a volatile organic binder made of a thermoplastic material is heated above the softening point of the binder, the resulting plastic mass in a heated pliable Form into a substantially void-free shaped Raw body shaped with the shape and size of the shape, so molded blank in a non-reactive temperature resistant Powder is stored and heated to the organic binder drive out and the spherical powder particles to sinter a coherent metal skeleton that the resulting metal skeleton cooled and with an impregnating metal, whose melting point is at least 25 K lower than the melting point of the lowest melting spherical metal powder and which is also in the range of 0.6 to 0.98 of Melting point of the skeletal material - measured in K - is is filled up to an infiltrated metal sintering.

Der erfindungsgemäße getränkte Metallpulversinterling ist homogen, worunter verstanden wird, daß bei Untersuchung eines repräsentativen Schnitts entweder aus dem Inneren oder vom Umfang des getränkten Metallpulversinterlings unter dem Lichtmikroskop mit einer z. B. 150fachen Vergrößerung, bei der die sphärischen Pulverteilchen und das Tränkmetall oder die Tränklegierung unterscheidbar sind, in einem gegebenen Bereich keine wesentliche Abweichung in der Anzahl der sphärischen nichttemperaturfesten Teilchen auftritt, so daß das Tränkmetall oder die Tränklegierung gleichmäßig um die nichttemperaturfesten sphärischen Teilchen herum und zwischen ihnen verteilt ist und daß keine eindeutige Achse oder Verdichtung der sphärischen Teilchen in einem beliebigen Teil des getränkten Metallpulversinterlings vorliegt. Der erfindungsgemäße homogene getränkte Metallpulversinterling ist im wesentlichen frei von inneren und äußeren Oberflächendefekten und weist daher gleichmäßige physikalische, chemische, elektrische und mechanische Eigenschaften sowie eine verhältnismäßig hohe Verschleiß- und Stoßfestigkeit auf.The impregnated metal powder sintering according to the invention is homogeneous, which means that when examining a representative cut either from inside or from Extent of the soaked metal powder sintering under the light microscope with a z. B. 150 times magnification at which the spherical powder particles and the impregnating metal or the Impregnation alloy are distinguishable in a given area no significant deviation in the number of spherical non-temperature-resistant particles occur, so that the impregnation metal or the impregnating alloy evenly around the non-temperature resistant spherical particles around and between is distributed to them and that no clear axis or Compression of the spherical particles in any Part of the soaked metal powder sinter is present. The homogeneous impregnated metal powder sintering according to the invention is essentially free of internal and external surface defects and therefore has uniform physical, chemical, electrical and mechanical properties as well a relatively high wear and shock resistance.

Während der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens tritt eine gewisse Schrumpfung auf, und zwar im Einzelfall abhängig von den gewählten Verfahrensparametern - insbesondere abhängig vom Material zur Herstellung des Abgusses der Vorlage und der Temperatur, bei der das leichte Sintern stattfindet. Nachdem das Ausmaß der Schrumpfung für einen gegebenen Satz Verfahrensparameter festgestellt worden ist, läßt die Schrumpfung sich kompensieren - beispielsweise indem die Vorlage mit Übermaß hergestellt wird. Bei kompensierter Schrumpfung lassen sich Präzisionstoleranzen, d. h. die prozentuale Abweichung des fertigen getränkten Metallpulversinterlings von den Sollabmessungen von besser als etwa ±0,2%, beispielsweise ±0,1% erreichen. During the execution of the method according to the invention there is a certain shrinkage, in individual cases depending on the chosen process parameters - in particular depending on the material used to produce the cast of the template and the temperature at which the light sintering takes place. After the extent of shrinkage for a given set Process parameters has been determined, the Compensate for shrinkage - for example by Template is made with oversize. With compensated Shrinkage can be precision tolerances, i. H. the percentage deviation of the finished soaked metal powder sintered of the target dimensions better than about ± 0.2%, for example Reach ± 0.1%.

Die Homogenität und die Präzisionstoleranzen des erfindungsgemäßen nichttemperaturfesten getränkten Metallpulversinterlings bedeuten, daß dieser besonders gut geeignet ist für Anwendungen, bei denen Abmessungen sehr genau eingehalten werden müssen, beispielsweise als ein eine komplizierte Gestalt aufweisender Gegenstand mit unregelmäßigen sehr feinstrukturierten Oberflächen wie Zahnprothesen und Druck- bzw. Spritzgießformen.The homogeneity and the precision tolerances of the invention non-temperature-resistant soaked metal powder sintered mean that this is particularly suitable for Applications where dimensions are adhered to very precisely must be, for example, as a complicated Shape-bearing object with irregular, very finely structured Surfaces like dentures and pressure or injection molds.

Der erfindungsgemäße getränkte Metallpulversinterling sowie das Verfahren zu seiner Ausbildung werden nun anhand der Zeichnungen erläutert. In diesen sind: The impregnated metal powder sintering according to the invention as well the procedure for his training are now based on the Drawings explained. In these are:

Fig. 1 ein Flußdiagramm der Herstellung eines getränkten Metallpulversinterlings und Fig. 1 is a flow chart of the manufacture of a soaked metal powder sintered and

Fig. 2 eine nachgezeichnete Photomikrographie eines infiltrierten nichttemperaturfesten Skeletts des Metallpulversinterlings. Fig. 2 is a traced photomicrograph of an infiltrated non-temperature-resistant skeleton of the metal powder sintered.

Zur Herstellung eines monolithischen Skeletts dient ein Pulver aus sphärischen Teilchen eines nichttemperaturfesten Metalls, wobei mit "nichttemperaturfest" Metalle mit Schmelztemperaturen im Bereich von etwa 1000°C bis 1800°C gemeint sind. Unter "sphärisch" werden hier im wesentlichen kugelige Formen - beispielsweise auch sphäroide, abgeflachte und gestreckte verstanden. Unwesentliche Abweichungen von der Kugeligkeit beeinträchtigen die Verwendung entsprechender Pulver nicht. Geeignete verwendbare Metalle sind u. a. Eisen, Cobalt, Nickel und deren Legierungen. Typische Legierungselemente für derartige Legierungen sind Chrom, Molybdän, Wolfram, Kohlenstoff, Silizium und Bor sowie deren Kombinationen. Sofern nicht anders angegeben ist, steht nachfolgend der Ausdruck "Metall" sowohl für elementares Metall als auch für Legierungen. Handelsübliche Pulver gemäß den US-PS 39 88 524; 32 58 817 und 30 41 672 zeigen im allgemeinen eine monomodale Größenverteilungskurve und bestehen aus einer Mischung von Fraktionen kleinerer und größerer Teilchen. Multimodale Pulver brauchen bei der Herstellung des getränkten Metallpulversinterlings nicht eingesetzt zu werden. Auch Mischungen dieser handelsüblichen Pulver sind zur Herstellung des getränkten Metallpulversinterlings einsetzbar. Die Teilchengröße des brauchbaren sphärischen Metallpulvers liegt zwischen 1 und 200 μm, wobei ein Teilchendurchmesser von weniger als 45 μm für optimale Oberflächengüte bevorzugt wird. Die berechnete Oberflächengröße sphärischer Teilchen innerhalb des für die Durchführung des Verfahrens bevorzugten Größenbereichs liegt zwischen etwa 1,8×10^-2 m²/g und 14,2×10^-2 m²/g.A powder made of spherical particles of a non-temperature-resistant metal is used to produce a monolithic skeleton, with "non-temperature-resistant" meaning metals with melting temperatures in the range from approximately 1000 ° C. to 1800 ° C. "Spherical" here means essentially spherical shapes - for example also spheroidal, flattened and elongated. Insignificant deviations from the sphericity do not affect the use of appropriate powders. Suitable metals that can be used include iron, cobalt, nickel and their alloys. Typical alloy elements for such alloys are chromium, molybdenum, tungsten, carbon, silicon and boron and their combinations. Unless otherwise stated, the term "metal" in the following means both elemental metal and alloys. Commercial powder according to US-PS 39 88 524; 32 58 817 and 30 41 672 generally show a monomodal size distribution curve and consist of a mixture of fractions of smaller and larger particles. Multimodal powders do not need to be used in the manufacture of the soaked metal powder sintered material. Mixtures of these commercially available powders can also be used to produce the impregnated metal powder sintered material. The particle size of the usable spherical metal powder is between 1 and 200 μm, a particle diameter of less than 45 μm being preferred for optimum surface quality. The calculated surface size of spherical particles within the size range preferred for carrying out the method is between approximately 1.8 × 10 ^-2 m ² / g and 14.2 × 10 ^-2 m ² / g.

Die gewünschte Oberflächengeometrie des getränkten Metallpulversinterlings ist ein wesentlicher Faktor bei der Bestimmung der Teilchengröße und -verteilung der zur Herstellung der Teilchen einzusetzenden sphärischen Teilchen. Wenn sehr feine Einzelheiten oder eine sehr glatte Oberfläche gefordert sind, weist die gewählte Teilchengrößenverteilung einen großen Anteil kleiner Teilchen auf. Wenn umgekehrt die Oberflächenfeinheiten unwichtig sind oder die Oberfläche rauh sein soll, kann eine Verteilung mit größerem Anteil an großen sphärischen Teilchen verwendet werden.The desired surface geometry of the soaked metal powder sintered is an essential factor in determining the particle size and distribution for the production of the spherical particles to be used. If so fine details or a very smooth surface is required the selected particle size distribution has one large proportion of small particles. If vice versa the surface fineness is unimportant or the surface should be rough, a distribution with larger Share of large spherical particles used will.

Die Verwendung sphärischer Metallteilchen führt zu einer Anzahl wesentlicher Vorteile gegenüber unregelmäßig geformten Metallteilchen. Unregelmäßig geformte Körnchen führen wegen der Möglichkeit von Mehrfachkontakten zwischen zwei Teilchen leicht zu mechanischen Brücken zwischen den Teilen, die die Strömungseigenschaften verschlechtern. Demgegenüber kann zwischen zwei beliebigen sphärischen Teilchen nur eine einzige Kontaktstelle auftreten und daher ist zwischen ihnen keine Brückenbildung möglich. Die unregelmäßig geformten Teilchen fließen dann nicht so leicht und passen sich auch den feinsten Einzelheiten der Form nicht so gut an wie sphärische Teilchen - auch dann nicht, wenn sie geschüttelt werden. Höhere Füllgrade sind somit möglich, d. h. höhere Anteile der Teilchenmassen lassen sich dann in ein aufgeweichtes organisches Bindemittel aufnehmen. Sphärische Teilchen lassen sich besser als unregelmäßig geformte Teilchen dicht zusammenpacken, so daß weniger Bindemittel für eine gegebene Teilchenmasse erforderlich ist. Das dichtere Zusammenpacken ermöglicht ein Skelett mit gleichmäßigerer Porosität vor dem Auffüllen. The use of spherical metal particles leads to one Number of significant advantages over irregularly shaped ones Metal particles. Irregularly shaped granules lead because of the possibility of multiple contacts between two particles easily form mechanical bridges between the Parts that degrade the flow properties. In contrast can be between any two spherical particles only a single contact point occur and therefore is no bridging possible between them. The irregular shaped particles do not flow so easily and fit not so good even the finest details of the shape like spherical particles - not even when shaken will. Higher fill levels are thus possible, i. H. higher proportions of the particle masses can then be incorporated into one Soak up soaked organic binder. Spherical Particles are better than irregularly shaped ones Pack particles tightly together so that less binder is required for a given mass of particles. The denser Packing together enables a skeleton with more uniform Porosity before filling.

Der Volumenanteil des Metallpulversinterlings, der von dem Skelett aus sphärischen Metallteilchen eingenommen werden soll, bestimmt ebenfalls die Teilchengröße und die Größenverteilung der gewählten Teilchen. Der getränkte Metallpulversinterling enthält zum größeren Teil leicht gesinterte sphärische Metallteilchen, und zwar zu mindestens 60 Vol.-% und vorzugsweise mindestens 65 Vol.-% und nicht mehr als etwa 80 Vol.-% sphärische Metallteilchen. Der Volumenanteil, den die sphärischen Metallteilchen einnehmen, hängt von dem Füllgrad des organischen Bindemittels ab. Den Füllgrad durch Änderungen der Teilchengröße und Teilchengrößenverteilung einzustellen, ist bekannt.The volume fraction of the metal powder sintered from that Skeleton made of spherical metal particles should also determine the particle size and size distribution of the chosen particles. The soaked metal powder sintering contains for the most part slightly sintered spherical metal particles, namely at least 60 vol .-% and preferably at least 65% by volume and not more than about 80 vol% spherical metal particles. The volume fraction that the spherical metal particles occupy depends on that Degree of filling of the organic binder. The degree of filling through Changes in particle size and particle size distribution is known to set.

Zur Durchführung des Verfahrens geeignete organische Bindemittel sind solche, die bei niedrigen Temperaturen - beispielsweise weniger als 180°C und vorzugsweise weniger als 120°C - schmelzen oder weich werden, so daß die Mischung aus Metallpulver und organischem Binder im warmen Zustand gute Fließeigenschaften erhält und dennoch bei Raumtemperatur fest ist, so daß der aus ihr hergestellte Rohling sich normalerweise leicht handhaben läßt, ohne zusammenzufallen oder sich zu verformen. Die verwendeten Bindemittel brennen aus oder verflüchtigen sich, wenn der Rohling erwärmt wird, ohne daß infolge des Verdampfungsvorgangs ein Innendruck auf das nichttemperaturfeste Skelett ausgeübt wird oder auf dem Skelett nach dem Erwärmen wesentliche Binderrückstände verbleiben.Organic binders suitable for carrying out the process are those that operate at low temperatures - for example less than 180 ° C and preferably less than 120 ° C - melt or soften so that the mixture Good metal powder and organic binder when warm Maintains flow properties and yet at room temperature is firm, so that the blank made from it normally easy to handle without collapsing or to deform. The binders used burn out or evaporate itself when the blank is heated without resulting of the evaporation process an internal pressure on the non-temperature-resistant Skeleton is exercised or on the skeleton significant binder residues remain after heating.

Organische thermoplastische Stoffe oder Mischungen organischer Thermoplaste mit organischen wärmehärtenden Stoffen werden mit nichttemperaturfesten Metallpulvern zu einer formbaren pastenartigen plastischen Masse vermischt. Beispiele thermoplastischer Bindemittel sind Paraffin, z. B. ein raffiniertes Paraffin in Haushaltsqualität, eine Kombination von Paraffin mit einem niedermolekularen Polyäthylen, Mischungen mit Olein- oder Stearinsäure oder niederen Alkylestern derselben, z. B. Polyäthylenglycoldistearat mit mittlerem Molekulargewicht 400, sowie andere wachsige und paraffinische Substanzen mit den Erweichungs- und Fließeigenschaften des Paraffins.Organic thermoplastic materials or mixtures of organic Thermoplastics with organic thermosetting substances with non-temperature-resistant metal powders to a malleable one pasty plastic mass mixed. Examples of thermoplastic Binders are paraffin, e.g. B. a refined Household quality paraffin, a combination of Paraffin with a low molecular weight polyethylene, mixtures with oleic or stearic acid or lower alkyl esters thereof, e.g. B. Medium polyethylene glycol distearate Molecular weight 400, as well as other waxy and paraffinic Substances with the softening and flow properties of the Paraffins.

Repräsentative wärmehärtende Materialien, die in Kombination mit thermoplastischen Stoffen als Bindemittel einsetzbar sind, sind Epoxidharze, wie z. B. Diglycidyläther von Bisphenol A wie 2,2-bis[p-(2,3-epoxypropoxy)phenyl]-propan, die mit geeigneten Härtemitteln eingesetzt werden können. Dabei ist darauf zu achten, daß bei Verwendung von Mischungen aus thermoplastischen und wärmehärtenden Substanzen als Bindemittel keine Wärmevernetzung beim Mischen und Formen eingeleitet wird. Nachdem die erweichte Mischung aus thermoplastischem und wärmehärtendem Stoff in die angewärmte Form eingebracht und geschüttelt worden ist, kann das Härten durch Weiterwärmen der Form eingeleitet werden. Mischungen aus einem thermoplastischen Stoff und einem wärmehärtenden Bindemittel führen leicht zu einem Metallpulversinterling, der eine bessere Rohfestigkeit aufweist und damit besser handhabbar ist als Metallpulversinterlinge mit nur einem thermoplastischen Stoff als Bindemittel.Representative thermosetting materials in combination can be used as a binder with thermoplastic materials, are epoxy resins, such as. B. Diglycidyl ether of bisphenol A such as 2,2-bis [p- (2,3-epoxypropoxy) phenyl] propane, which with suitable hardening agents can be used. It is make sure that when using mixtures of thermoplastic and thermosetting substances as binders no heat crosslinking initiated during mixing and molding becomes. After the softened blend of thermoplastic and thermosetting fabric in the warmed up Form has been inserted and shaken, it can Hardening can be initiated by further heating the mold. Mixtures of a thermoplastic and a thermosetting binders easily lead to a metal powder sintering, which has a better raw strength and is therefore easier to handle than metal powder sintered parts with only one thermoplastic material as a binder.

Das sphärische Metallpulver und das organische Bindemittel werden vorzugsweise in einem erwärmten Mischer, wie z. B. einem Sigma-Klingenmischer, vermischt, dessen Temperatur ausreichend hoch ist, um das organische Bindemittel zu erwärmen und damit ein homogenes Durchmischen des Pulvers und des Bindemittels zu erlauben. Die im Einzelfall eingesetzte Bindemittelmenge hängt von der Teilchengröße und der Teilchengrößenverteilung der eingesetzten sphärischen Metallteilchen ab. Eine ausreichende Bindemittelmenge - beispielsweise 2 bis 10 Gew.-Teile auf 100 Teile Metallpulver - sollte verwendet werden, damit die sphärischen Teilchen in die Form einfließen und sie optimal füllen und somit Schwankungen der Massen- und der Oberflächendichte des Metallpulversinterlings eliminiert sind. Die Pulver-Binder- Mischung kann zu einer plastischen Masse erwärmt und unmittelbar in eine flexible Form gefüllt werden.The spherical metal powder and the organic binder are preferably in a heated mixer, such as. B. a sigma blade mixer, mixed, its temperature is sufficiently high to the organic binder heat and thus a homogeneous mixing of the powder and to allow the binder. The one used in individual cases The amount of binder depends on the particle size and the particle size distribution of the spherical used Metal particles. A sufficient amount of binder - for example 2 to 10 parts by weight per 100 parts of metal powder - should be used to keep the spherical particles flow into the mold and fill it optimally and thus Fluctuations in the mass and surface density of the Metal powder sinters are eliminated. The powder binder Mixture can be heated to a plastic mass and immediately be filled into a flexible form.

Alternativ kann die warme Metallpulver-Bindemittel-Mischung gekühlt, der resultierende Feststoff bis zu einem körnigen freifließenden Zustand, dem "Pillenstaub", gemahlen, darauf erwärmt und in die Form geschüttet werden.Alternatively, the warm metal powder-binder mixture cooled, the resulting solid to a granular free-flowing state, the "pill dust", ground on it warmed and poured into the mold.

Um eine Form herzustellen, in der der Pillenstaub bzw. die warme plastische Masse zu einer gewünschten Gestalt geformt werden kann, wird von einem Mustergegenstand ein Abguß hergestellt.To make a shape in which the pill dust or warm plastic mass shaped into a desired shape can be cast from a sample object produced.

Zu diesem Zweck wird auf das Musterstück in einem geeigneten Behälter ein Abgußmaterial gegossen und dann gehärtet. Anschließend wird das Musterstück entfernt, so daß eine Form erhalten wird, mit der im wesentlichen identische Kopien der Vorlage herstellbar sind, und zwar einschließlich aller feinen Einzelheiten und Querschnitte. For this purpose, the sample is placed in a suitable Container is poured a casting material and then hardened. Subsequently the sample is removed so that a shape is obtained with essentially identical copies the template can be produced, including all fine details and cross-sections.

Als Formwerkstoffe sind solche einsetzbar, die zu einer elastischen oder biegsamen gummiartigen Form härtbar sind. Diese Formstoffe haben im allgemeinen eine Shore-A-Durometerhärte von etwa 25 bis 60 und geben die feinen Einzelheiten des Musterstücks ohne wesentliche Abmessungsänderungen wieder - beispielsweise mit nicht mehr als 1% linearer Abweichung von der Vorlage. Die Abgußmaterialien sollten beim Erwärmen auf die Abgußtemperaturen, beispielsweise 180°C, nicht beschädigt werden und eine niedrige Härtetemperatur aufweisen - beispielsweise die Raumtemperatur. Ein bei niedriger Temperatur aushärtendes Abgußmaterial bildet einen Abguß, der eine genaue Übereinstimmung der Abmessungen zwischen Vorlage und Abguß gewährleistet. Ein bei hohen Temperaturen härtendes Abgußmaterial führt im allgemeinen zu einem Abguß, dessen Abmessungen sich von denen des Musterstücks wesentlich unterscheiden. Um die Abmessungen unter Kontrolle zu halten, sollte das Abgußmaterial vorzugsweise nur wenig feuchtigkeitsempfindlich sein. Beispiele geeigneter Abgußstoffe sind härtbare Silikongummis sowie schwach exotherme Urethanharze. Derartige Abgußmaterialien härten zu einer elastischen Form bei geringer Schrumpfung nach dem Härten aus.Molded materials that can be used are those that form a elastic or pliable rubber-like shape are curable. These molding materials generally have a Shore A durometer hardness from about 25 to 60 and give the fine details of the sample without significant changes in dimensions again - for example with no more than 1% more linear Deviation from the template. The casting materials should when heating to the casting temperatures, for example 180 ° C, not be damaged and a low hardening temperature exhibit - for example the room temperature. A casting material that cures at low temperature forms a cast that is an exact match of the Dimensions between template and casting guaranteed. A casting material hardening at high temperatures results in general to a cast, the dimensions of which vary differ significantly from those of the sample. To the To keep dimensions under control, the cast material should preferably only slightly sensitive to moisture be. Examples of suitable casting materials are curable Silicone rubbers and weakly exothermic urethane resins. Such Casting materials harden into an elastic one Shape with low shrinkage after hardening out.

Die nachfolgenden Formungsbedingungen zur Herstellung des getränkten Metallpulversinterlings erlauben die Verwendung einer billigen weichen elastischen oder gummiartigen Form, da der einzige auftretende Druck der hydrostatische Druck der plastischen Pulver-Bindemittel-Mischung in der Form ist. Dieser Druck ist sehr niedrig und verursacht nur vernachlässigbare Verformungen, so daß eine sichere Ausbildung eines präzise geformten Rohlings möglich ist, obgleich eine stark verformbare Form verwendet wird. Zusätzlich ermöglichen die vorteilhaften Fließeigenschaften des sphärischen Pulvers einen geformten Rohling gleichmäßiger Dichte.The following molding conditions for the manufacture of the soaked metal powder sinters allow use an inexpensive soft elastic or rubbery shape, since the only pressure occurring is the hydrostatic pressure the plastic powder-binder mixture is in the mold. This pressure is very low and causes only negligible Deformations, so that safe training of a precisely shaped blank is possible, although one highly deformable form is used. Enable additionally the advantageous flow properties of the spherical powder a shaped blank of uniform density.

Die Pulver-Binder-Mischung bzw. der Pillenstaub läßt sich bei Erwärmung auf 10 bis 20°C oder mehr über den Erweichungspunkt der Binderkomponente in die gerüttelte elastische Form geben, die auf etwa die gleiche Temperatur wie die Pulver-Binder-Mischung vorgewärmt worden ist. Hierauf können die Form und ihr Inhalt evakuiert werden. Indem eine entsprechende Größenverteilung der sphärischen nichttemperaturfesten Teilchen sowie ein geeignetes organisches Bindemittel gewählt wird, wird eine solche Konsistenz der Pulver-Binder- Mischung erreicht, daß bei deren Erwärmung im Unterdruck über den Schmelzpunkt des Bindemittels die Mischung unter nur schwachem Rütteln geformt werden kann, um zu gewährleisten, daß Gasbläschen entfernt werden.The powder-binder mixture or the pill dust can be when heated to 10 to 20 ° C or more above the softening point the binder component in the shaken give elastic shape to about the same temperature how the powder-binder mixture has been preheated. On that the form and its contents can be evacuated. By one corresponding size distribution of the spherical non-temperature resistant Particles and a suitable organic binder is chosen, such a consistency of the powder binder Mixture achieved that when heated in the negative pressure the mixture below the melting point of the binder only weak shaking can be molded to ensure that gas bubbles are removed.

Nachdem die gewärmte evakuierte Form gefüllt worden ist, wird die Form ohne Rütteln so lange - z. B. etwa 1 bis 24 Std. - auf einer konstanten Temperatur von etwa 10°C bis 30°C über dem Erweichungspunkt des Bindemittels gehalten, daß ein vollständiges Ausfüllen der Form gewährleistet ist. Vor dem Abkühlen werden die Form und ihr Inhalt kurzfristig gerüttelt.After the warmed evacuated form has been filled, the shape will shake for as long - e.g. B. about 1 to 24 hours - at a constant temperature of around 10 ° C up to 30 ° C above the softening point of the binder maintained that a complete filling of the form ensures is. Before cooling, the mold and her Content shaken at short notice.

Beim Kühlen der Form und ihres Inhalts auf Raumtemperatur verfestigt sich das organische Bindemittel und bildet den geformten Rohling.When cooling the mold and its contents to room temperature the organic binder solidifies and forms the shaped blank.

Schmilzt der Binder verhältnismäßig niedrig, d. h. bei 35°C bis 40°C, muß die Form mit dem Inhalt auf einen Punkt - beispielsweise zwischen 0 bis 5°C - gekühlt werden, wo das Bindemittel verhältnismäßig starr wird, vorzugsweise in einem Trockner, um die Kondensation von Feuchtigkeit gering zu halten. Der feste Rohling läßt sich einfach aus der elastischen Form entfernen, indem Unterdruck auf ihr Äußeres aufgebracht wird. Auf diese Weise lassen sich auch Rohlinge mit Unterschneidungen leicht aus der Form entfernen. Der resultierende Rohling ist ein getreues Abbild des Musterstücks und weist infolge des gehärteten Grundmaterials aus organischem Bindemittel, das die nichttemperaturfesten sphärischen Metallteilchen trägt, eine gute Rohfestigkeit auf. Das nichttemperaturfeste Pulver ist homogen in dem organischen Binde-Grundmaterial dispergiert, so daß sich die Bildung eines Rohlings mit gleichmäßiger Dichte infolge der gleichmäßigen Verteilung des Pulvers im Binder und eines Skeletts erleichtert, das nach dem Entfernen des Bindemittels eine entsprechende gleichmäßige Porosität aufweist.The binder melts relatively low, i.e. H. at 35 ° C to 40 ° C, the form with the content must be on one Point - for example between 0 to 5 ° C - cooled where the binder becomes relatively rigid, preferably in a dryer to prevent the condensation of Keep moisture low. The solid blank leaves simply remove yourself from the elastic shape by Vacuum is applied to their exterior. To this Blanks with undercuts can also be made in this way easily remove from the mold. The resulting blank is a true replica of the sample and consequently shows the hardened base material from organic binder, the non-temperature-resistant spherical metal particles has a good raw strength. The non-temperature resistant Powder is homogeneous in the organic binding base material dispersed so that the formation of a Blanks with uniform density due to the uniform Distribution of the powder in the binder and one Skeleton relieved that after removing the binder has a correspondingly uniform porosity.

Die gleichmäßige Dichte des geformten Rohlings ist wichtig für das nachfolgende Brennen und Tränken. Eine gleichmäßige Dichte hält Verzerrungen gering bzw. verhindert sie, wenn der geformte Rohling erwärmt und getränkt wird. Weiterhin verhindert eine gleichmäßige Dichte die Ausbildung lokalisierter Ansammlungen des Tränkmaterials, die sonst dem fertigen nichtfeuerfesten Metallpulversinterling instabile und ungleichmäßige elektrische oder physikalische Eigenschaften erteilen würden.The uniform density of the molded blank is important for the subsequent burning and watering. An even one Density keeps distortions low or prevents them, if the shaped blank is heated and soaked. Farther uniform density prevents the formation of localized Accumulations of the impregnation material that otherwise the manufacture non-refractory metal powder sintered unstable and uneven electrical or physical properties would issue.

Um das Skelett auszubilden, wird der geformte Rohling vorzugsweise in ein schwach gerütteltes Bett aus nicht reagierendem feuerfestem Pulver - beispielsweise Aluminium oder Siliziumoxid - gepackt, um beim Erwärmen in einem programmierbaren Ofen auf eine Temperatur von etwa 900 bis 1400°C ein Einfallen und Abmessungsverluste zu verhindern. Beim Erwärmen des geformten Rohlings wird das organische Bindemittel ausgetrieben und die nichttemperaturfesten Teilchen werden leicht zu einem metallurgisch einheitlichen, handhabungsfähigen, porösen, nichttemperaturfesten monolithischen Skelett gesintert. Mit metallurgisch einheitlich ist gemeint, daß zwischen aneinandergrenzenden sphärischen Metallteilchen eine Diffusion im Festzustand stattfindet und sich daher eine Festkörperbindung ausbildet. Dieser Erwärmschritt treibt den Binder aus und verursacht eine erste Stufe eines Aneinandersinterns der sphärischen Teilchen, d. h. die Bildung von Hälsen zwischen den Teilchen, so daß ein einheitlicher Körper entsteht. Vorzugsweise erfolgt die Erwärmung derart programmgesteuert, daß das Sintern der sphärischen Teilchen an ihren Berührungspunkten minimal bleibt. Durch eine derartige Erwärmung werden ein maßgebendes Schrumpfen sowie die Bildung interner und externer Risse vermieden, die eine schnelle Gasentwicklung beim zu schnellen Aufheizen des Rohlings auf die Ansintertemperatur verursachen würde. Für würfelförmige Skelette bis zu einer Größe von 5 cm Kantenlänge mit z. B. Polyäthylenglykoldistearat als organischem Bindemittel haben sich folgende Erwärmungsschritte als geeignet erwiesen:To form the skeleton, the shaped blank is preferred not into a weakly shaken bed reacting refractory powder - for example aluminum or silicon oxide - packed to when heated in one programmable oven to a temperature of around 900 up to 1400 ° C to prevent collapse and loss of dimensions. When the molded blank is heated, it will expelled organic binders and the non-temperature resistant Particles easily become a metallurgically uniform, manageable, porous, non-temperature resistant sintered monolithic skeleton. With metallurgical What is meant uniformly is that between adjoining spherical metal particles a diffusion in the Solid state takes place and therefore there is a solid-state bond trains. This heating step drives the binder and creates a first stage of sintering together spherical particles, d. H. the formation of necks between the particles so that a uniform body is created. The heating is preferably program-controlled in such a way that the sintering of the spherical particles their contact points remains minimal. By such Warming will significantly shrink as well as education internal and external cracks avoided, which is quick Gas development when heating up the blank too quickly on the sintering temperature. For cube-shaped skeletons up to one size of 5 cm edge length with z. B. Polyethylene glycol distearate The following heating steps have become an organic binder proven suitable:

Schritt 1: von Raumtemperatur auf 200°C mit etwa 43°C pro Stunde;
Schritt 2: von 250°C bis 400°C mit etwa 7,5°C pro Stunde;
Schritt 3: von 400°C zur Ansintertemperatur mit etwa 100°C pro Stunde.Step 1: from room temperature to 200 ° C at about 43 ° C per hour;
Step 2: from 250 ° C to 400 ° C at about 7.5 ° C per hour;
Step 3: from 400 ° C to the sintering temperature at about 100 ° C per hour.

Dieses programmierte Erwärmen erfolgt unter einer Schutzatmosphäre beispielsweise von Wasserstoff-Argon, Wasserstoff-Stickstoff, Wasserstoff, dissoziertem Ammoniak oder anderen neutralen oder reduzierenden Atmosphären, wie sie aus der Pulvermetallurgie bekannt sind, um ein Oxidieren der Metallteilchen zu verhindern.This programmed heating takes place under a protective atmosphere for example of hydrogen argon, Hydrogen-nitrogen, hydrogen, dissociated ammonia or other neutral or reducing atmospheres, such as they are known from powder metallurgy to oxidize to prevent the metal particles.

Bei Verwendung einer das berechnete Porenvolumen übersteigenden Tränkmetallmasse kommt es oft zu einem übermäßigen Benetzen des Skeletts und zu Ansammlungen des Tränkmetalls auf der Außenfläche des Skeletts, d. h. es tritt ein sogenanntes Oberflächenblühen auf. Wird etwas weniger Tränkmetall verwendet als zum vollständigen Tränken der Zwischenräume im Metallskelett erforderlich ist, verbleiben nicht ausgefüllte Hohlräume im fertigen Metallpulversinterling, die seine mechanische Festigkeit und die Gleichmäßigkeit seiner elektrischen und physikalischen Eigenschaften beeinträchtigen.When using a pore volume that exceeds the calculated pore volume Impregnation metal mass often leads to excessive Wetting of the skeleton and accumulation of the impregnating metal on the outer surface of the skeleton, d. H. it occurs so-called surface blooming. Becomes a little less Impregnation metal is used as to completely soak the Gaps in the metal skeleton are required to remain empty cavities in the finished metal powder sintering, which its mechanical strength and uniformity its electrical and physical properties affect.

Das Oberflächenblühen läßt sich reduzieren bzw. verhindern, indem die Außenfläche des angesinterten Metallskeletts mit einer dünnen Schicht Zirkonoxidpulver, z. B. mit einer Suspension von Zirkonoxidpulver in einem leicht verdampfenden bzw. sich verflüchtigenden Träger wie Aceton, sprühmäßig überzogen wird. Dieser Zirkonoxidpulverüberzug verhindert Ansammlungen des Tränkmetalls an der Oberfläche und erlaubt die Verwendung einer Masse des Tränkmetalls, die größer ist als die zum Tränken der Zwischenräume des Metallskeletts erforderliche Masse, ohne daß dabei ein Oberflächenblühen auftritt. Eine Berührung zwischen denjenigen Außenbereichen des Skeletts, an denen das Tränken erfolgen soll, z. B. an der Grundfläche, und dem Zirkonoxidpulver muß sorgfältig vermieden werden. Surface blooming can be reduced or prevented by using the outer surface of the sintered metal skeleton a thin layer of zirconia powder, e.g. B. with a Suspension of zirconia powder in an easily evaporating or volatilizing carriers such as acetone, by spray is covered. This zirconia powder coating prevents Accumulation of the impregnation metal on the surface and allowed the use of a mass of the impregnating metal that is larger than that for soaking the gaps in the metal skeleton required mass without surface blooming occurs. A touch between those outside areas the skeleton on which the watering is to take place, e.g. B. on the base, and the zirconia powder must be careful be avoided.

Das poröse, mit Zirkonoxid behandelte Skelett wird mit einem Metall bzw. einer Legierung getränkt, das bzw. die bei einer Temperatur unter dem Schmelzpunkt des sphärischen Metallteilchens schmilzt, aus denen das Metallskelett besteht. Überraschenderweise kann das Skelett ohne wesentliche Abmessungsänderungen getränkt werden, wenn das Tränkmetall oder die Tränklegierung einen Schmelzpunkt aufweist, der mindestens 25 K niedriger als der Schmelzpunkt des niedrigstschmelzenden sphärischen Pulverteilchens liegt. Wird der Schmelzpunkt MP_i des Tränkmetalls und der Schmelzpunkt M_sp des Metalls, aus dem die sphärischen Teilchen bestehen, so ist ein Arbeiten bei so hohen Verhältnissen MP_i/MP_sp wie 0,98 in K angegeben möglich, wobei ein Wert von 0,95 oder weniger bevorzugt ist. Bei abnehmendem Verhältnis nehmen auch die Abmessungsänderungen ab, was bedeutet, daß die untere Grenze für das Verhältnis des Schmelzpunktes des Tränkmetalls zum Schmelzpunkt des Skelettmetalls von den erwünschten Eigenschaften der getränkten Metallpulversinterlinge bestimmt wird.The porous skeleton treated with zirconium oxide is impregnated with a metal or alloy that melts at a temperature below the melting point of the spherical metal particle that makes up the metal skeleton. Surprisingly, the skeleton can be impregnated without significant changes in dimension if the impregnating metal or the impregnating alloy has a melting point which is at least 25 K lower than the melting point of the low-melting spherical powder particle. If the melting point MP _{i of} the impregnating metal and the melting point M _{sp of} the metal from which the spherical particles are made, it is possible to work at ratios MP _i / MP _{sp given} as 0.98 in K, a value of 0. 95 or less is preferred. As the ratio decreases, the dimensional changes also decrease, which means that the lower limit for the ratio of the melting point of the impregnation metal to the melting point of the skeletal metal is determined by the desired properties of the impregnated metal powder sintered parts.

Tränkmittel mit den unten diskutierten bevorzugten Eigenschaften haben im allgemeinen Schmelzpunkte von mehr als etwa 700°C, so daß die untere Grenze des Schmelzpunktverhältnisses 0,6 ist.Impregnant with the preferred properties discussed below generally have melting points greater than about 700 ° C so that the lower limit of the melting point ratio Is 0.6.

Das Tränken des Skeletts erfolgt gleichmäßig durch Kapillarwirkung ohne auf das Tränkmetall aufgebrachten Druck und ohne die Bildung lokalisierter Ansammlungen des Tränkmetalls im nichttemperaturfesten Skelett. Das nichttemperaturfeste Skelett läßt sich auf einem Bett aus temperaturfestem nichtreagierenden Pulver lagern, das so angeordnet ist, daß das feste Tränkmetall, das in Form eines Pulvers, Schrot oder Stangen vorliegen kann, das Skelett nicht unmittelbar berührt. Beim Schmelzen des Tränkmetalls fließt es unter der Einwirkung der Schwerkraft zu demjenigen Bereich des Skeletts, durch den es in das Skelett einfiltern soll, z. B. durch die Grundfläche, berührt im flüssigen Zustand das Skelett und dringt durch Kapillarwirkung in das Skelett ein. Eine unmittelbare Berührung zwischen dem festen Tränkmetall und dem Skelett kann während des Aufheizens zu einer Bindung des einen mit dem anderen führen. Zusätzlich verursachen die Unterschiede der Wärmeausdehnungskoeffizienten bzw. der Sintergeschwindigkeit zwischen dem Tränkmetall und dem Skelett Spannungen und möglicherweise Risse in dessen Grundfläche. Aus diesen Gründen ist bevorzugt, daß das feste Tränkmetall und das Skelett einander nicht berühren. Da das Tränkmetall gleichmäßig durch das nichttemperaturfeste Skelett verteilt wird, ergeben sich eine gleichmäßige Festigkeit und annehmbare elektrische Eigenschaften, wobei der getränkte Metallpulversinterling infolge der Unterschiede zwischen den oben erwähnten Ausdehnungskoeffizienten nur minimal verzerrt wird.The skeleton is soaked evenly by capillary action without pressure applied to the impregnation metal and without the formation of localized accumulations of the impregnation metal in the non-temperature-resistant skeleton. The non-temperature resistant Skeleton can be made on a bed of temperature-resistant non-reactive Store powder that is arranged so that the solid impregnation metal, which is in the form of a powder, shot or Can be present, the skeleton does not touch directly. When the impregnating metal melts, it flows under the Effect of gravity on that area of the skeleton, through which it is to filter into the skeleton, e.g. B. by the Footprint, touches the skeleton and in the liquid state penetrates the skeleton through capillary action. An immediate one Contact between the solid impregnation metal and the skeleton may bind during heating lead one with the other. Additionally cause the differences in the coefficient of thermal expansion or Sintering speed between the impregnation metal and the Skeletal tension and possibly cracks in its Floor space. For these reasons, it is preferred that the solid drinking water and the skeleton do not touch each other. Because the impregnation metal is evenly due to the non-temperature resistant When the skeleton is distributed, there is an even distribution Strength and acceptable electrical properties, wherein the soaked metal powder sintering due to the differences between the expansion coefficients mentioned above is distorted only minimally.

Das Tränkmetall wird nach der endgültigen Anwendung des fertigen Teils gewählt. Ist eine Elektrode für die elektrische Funkenerosionsbearbeitung gewünscht, kann das Tränkmetall mit guter elektrischer Leitfähigkeit - beispielsweise Kupfer, Silber und deren Legierungen - verwendet werden. Soll der getränkte Metallpulversinterling härter oder fester sein, z. B. für tragende Bauteile, Formen oder Gesenke, können sowohl das Tränkmetall als auch die sphärischen Metallteilchen aus härtbaren Legierungen bestehen, die weiterbehandelt werden, um die Härte und Festigkeit des getränkten Metallpulversinterlings zu verbessern. The impregnation metal is after the final application of the finished part selected. Is an electrode for the electrical Spark erosion machining can do that Impregnation metal with good electrical conductivity - for example Copper, silver and their alloys - used will. Should the soaked metal powder sintering be harder or be firmer, e.g. B. for load-bearing components, shapes or Joints, both the impregnation metal and the spherical metal particles consist of hardenable alloys, which are further processed to the hardness and To improve the strength of the soaked metal powder sintered.

Das Tränkmaterial wird aus denjenigen Metallen gewählt, in denen das Metallpulver des Skeletts im wesentlichen unlöslich ist. Erhebliche Abmessungsänderungen und Verzerrungen würden auftreten, wenn das Tränkmetall das Metallpulver des Skeletts wesentlich löst. Ein wesentliches Lösen des Metallpulvers des Skeletts im Tränkmetall läßt sich minimieren, indem ein Tränkmetall verwendet wird, das bereits mit dem Metall gesättigt wurde, aus dem die Pulverteilchen des Skeletts hergestellt wurden. Zusätzlich sollte das geschmolzene Tränkmetall das nichttemperaturfeste Metallpulver des Skeletts benetzen, damit es infolge der Kapillarwirkung eindringt. Überschüssiges Tränkmetall - z. B. bis zu etwa 25% mehr als das berechnete Gesamtporenvolumen - läßt sich verwenden, wenn das Äußere des Skeletts vor dem Tränken mit Zirkonoxidpulver überzogen wird. Die Vorhaltzeit auf der Tränktemperatur und die Tränktemperatur selbst hängen von der Größe, den Benetzungseigenschaften und der Porengröße des Skeletts ab. Bei einer geringfügig über dem Schmelzpunkt des Tränkmaterials liegenden Temperatur reichen 30 Minuten aus, um ein würfelförmiges Skelett mit einem Volumen bis 130 cm³ zu tränken.The impregnation material is selected from those metals in which the metal powder of the skeleton essentially is insoluble. Significant dimensional changes and distortions would occur if the soaking metal Metal powder of the skeleton significantly dissolves. An essential one Dissolve the metal powder of the skeleton in the impregnation metal can be minimized by using an impregnation metal, which has already been saturated with the metal from which the Powder particles of the skeleton were made. In addition the molten impregnation metal should be the non-temperature resistant Moisten the metal powder of the skeleton so that it follows the capillary effect penetrates. Excess impregnation metal - e.g. B. up to about 25% more than the calculated total pore volume - Can be used when the exterior of the skeleton is coated with zirconium oxide powder before soaking. The Retention time at the drinking temperature and the drinking temperature themselves depend on the size, the wetting properties and the pore size of the skeleton. With a slight temperature above the melting point of the impregnation material 30 minutes are enough to have a cube-shaped skeleton to soak a volume of up to 130 cm³.

Nach dem Tränken wird der Metallpulversinterling gekühlt und der äußere Zirkonoxidüberzug z. B. durch Glasstrahlen bei einem Druck von 14 bis 28 N/cm³ durch eine Strahlöffnung mit 8 mm Durchmesser entfernt. Wird ein ausscheidungshärtbares Tränkmetall wie z. B. mit 15% Nickel und 7% Zinn legiertes Kupfer verwendet oder ist das Skelett härtbar, so kann der getränkte Metallpulversinterling einer Ausscheidungsbehandlung bei niedriger Temperatur unterzogen werden, um seine Härte und/oder Verschleißfestigkeit zu erhöhen. Zuletzt wird überschüssiges Tränkmetall oder die nun überflüssige Grundfläche vom geformten Metallpulversinterling bzw. der Arbeitsfläche entfernt bzw. abgearbeitet, so daß der fertige getränkte Metallpulversinterling erhalten wird.After soaking, the metal powder sintering is cooled and the outer zirconia coating z. B. by glass blasting at a pressure of 14 to 28 N / cm³ removed through a jet opening with an 8 mm diameter. Is a precipitation hardenable impregnating metal such. B. copper alloyed with 15% nickel and 7% tin or if the skeleton is hardenable, the soaked one can Metal powder sintering for an excretion treatment subjected to low temperature to its hardness and / or to increase wear resistance. Last will excess metal or the now superfluous Base of the molded metal powder sintering or Work surface removed or processed so that the finished soaked metal powder sintering is obtained.

Die Tabelle I listet repräsentative Systeme von sphärischen Metallteilchen und Tränkmaterialien auf.Table I lists representative systems of spherical Metal particles and impregnation materials.

Die Tabelle II enthält die Zusammensetzung der Metalle der Tabelle I. Table II contains the composition of the Metals in Table I.

Tabelle I Table I

Die optische Untersuchung der Arbeitsfläche des fertigen Gegenstandes bei 150facher Vergrößerung zeigt ein kontinuierliches Grundmaterial aus im wesentlichen sphärischen miteinander verbundenen Teilen, die mit einer kontinuierlichen Phase des Auffüllmaterials in Berührung stehen und von ihr umgeben werden. Es zeigt sich keinerlei Anzeichen einer Kalthärtung an der Oberfläche - beispielsweise Störungen im Oberflächenmetall, wie sie sich bei herkömmlichen Bearbeitungsverfahren ergeben.The optical examination of the work surface of the finished Object at 150x magnification shows a continuous Base material made of essentially spherical interconnected parts with a continuous phase of the filling material in contact stand and be surrounded by it. Nothing shows up Signs of cold hardening on the surface - for example Faults in the surface metal, as is the case with conventional ones Machining procedures result.

Fig. 2 ist eine Darstellung eines metallurgisch polierten Innenschnitts eines infiltrierten Gegenstandes nach der vorliegenden Erfindung bei 600facher Vergrößerung. Ein kontinuierliches Grundmaterial 3 aus im wesentlichen sphärischen Metallteilchen 4 unterschiedlicher Größe ist klar zu erkennen. Die kontinuierliche Phase des Auffüllmetalls 6, die das Skelett aus sphärischen Metallteilchen berührt und dieses durchdringt, ist mit Halsbildungen 7 zwischen den Teilchen zu sehen. Bei dieser Vergrößerung wird die Abweichung 8 von der Sphärizität bereits erkennbar. Diese Abweichungen resultieren aus dem teilweisen Lösen des Skelettmetalls in der Schmelze des Auffüllmetalls und sind charakteristisch für die infiltrierten Metallgegenstände nach der vorliegenden Erfindung. Dieses In- Lösunggehen bewirkt einen geringen Verlust an Sphärizität und erteilt den miteinander verbundenen nichttemperaturfesten sphärischen Metallteilchen ein tropfenartiges erodiertes Aussehen. Fig. 2 is an illustration of a metallurgically polished inner section of an infiltrated article according to the present invention at 600x magnification. A continuous base material 3 consisting of essentially spherical metal particles 4 of different sizes can be clearly seen. The continuous phase of the filler metal 6 , which touches and penetrates the skeleton of spherical metal particles, can be seen with neck formations 7 between the particles. With this enlargement, the deviation 8 from the sphericity is already recognizable. These deviations result from the partial dissolution of the skeletal metal in the melt of the filler metal and are characteristic of the infiltrated metal objects according to the present invention. This dissolving causes a small loss of sphericity and gives the interconnected non-temperature-resistant spherical metal particles a drop-like, eroded appearance.

Fig. 1 zeigt den Verfahrensablauf zur Herstellung des getränkten Metallpulversinterlings. Hiernach wird ein Muster 11, das so bearbeitet ist, daß die auftretende Schrumpfung kompensiert ist, im Arbeitsschritt 12 mit einem flexiblen Abgußmaterial wie Silikongummi abgegossen, worauf das Abgußmaterial nach einem geeigneten Verfahren abhängig von der elastischen Abgußmasse gehärtet wird und das Muster 11 im Arbeitsschritt 13 aus der gehärteten festen gummiartigen Abgußform 14 herausgenommen wird. Nichttemperaturfestes sphärisches Metallpulver 16 auf Kobaltbasis mit der geeigneten Teilchengrößenverteilung wird mit einem thermoplastischen Bindemittel 17, wie z. B. Paraffin oder eine Mischung aus einem thermoplastischen Material und einem wärmehärtenden Bindemittel vermischt und im Arbeitsschritt 18 erwärmt. Die resultierende Masse kann wahlweise im Arbeitsschritt 19 unter Kühlung zu einem Gegenstand 21 verfestigen und im Arbeitsschritt 22 zu Pillenstaub 23 zermahlen werden, der im Arbeitsschritt 24 erwärmt werden muß, bevor die Pulver-Binder-Masse 26 in die erwärmte Form 27 gegeben wird. Die erwärmte Pulver-Binder-Masse 26 kann auch nach dem Arbeitsschritt 18 unmittelbar im Arbeitsschritt 25 in die Form 27 gegeben werden. Vor dem Füllen mit der erwärmten Pulver-Binder-Masse 26 wird die Abgußform 14 im Arbeitsschritt 28 auf eine geeignete Temperatur erwärmt. Die Abgußform 14 und ihr Inhalt werden im Arbeitsschritt 29 unter Unterdruck gesetzt und dabei geschüttelt, um Luftblasen zu entfernen. Die vollständig gefüllte Form 30 wird dann in aufeinanderfolgenden Arbeitsschritten 31 bis 33 unter gleichmäßiger Temperatur gehalten, kurz geschüttelt und dann gekühlt. Durch Abziehen der Form 30 unter Unterdruck im Arbeitsschritt 34 wird ein starrer handhabungsfähiger geformter Rohling 35 erhalten. Fig. 1 shows the process flow for producing the impregnated metal powder sintered. Thereafter, a pattern 11 , which is processed in such a way that the shrinkage occurring is compensated, is cast in step 12 with a flexible casting material such as silicone rubber, whereupon the casting material is hardened according to a suitable method, depending on the elastic casting compound, and the pattern 11 in step 13 is removed from the hardened solid rubber-like mold 14 . Non-temperature-resistant spherical metal powder 16 based on cobalt with the appropriate particle size distribution is mixed with a thermoplastic binder 17 , such as. B. mixed paraffin or a mixture of a thermoplastic material and a thermosetting binder and heated in step 18 . The resulting mass can optionally solidify in step 19 with cooling to an object 21 and ground in step 22 to pill dust 23 , which must be heated in step 24 before the powder binder mass 26 is placed in the heated mold 27 . The heated powder-binder composition 26 can also be added to the mold 27 immediately after step 18 in step 25 . Before filling with the heated powder binder composition 26 , the casting mold 14 is heated to a suitable temperature in step 28 . The casting mold 14 and its contents are pressurized in step 29 and shaken in the process to remove air bubbles. The completely filled mold 30 is then kept in a uniform temperature in successive work steps 31 to 33 , briefly shaken and then cooled. By pulling the mold 30 under negative pressure in step 34 , a rigid, manageable shaped blank 35 is obtained.

Der geformte Rohling 35 wird in ein nichtreagierendes temperaturfestes Pulver gepackt und im Arbeitsschritt 37 programmgesteuert gebrannt, um das thermoplastische Bindemittel abzutreiben und die Metallteilchen zu einem porösen Metallgegenstand 38 anzusintern. Der poröse Metallgegenstand 38 wird im Arbeitsschritt 39 einer Oberflächenbehandlung unterworfen und dann im Arbeitsschritt 41 in einen für das Tränken geeigneten Behälter eingebracht, in dem das Tränken z. B. mit Kupfer 44 stattfindet. Im Arbeitsschritt 43 wird der getränkte Metallpulversinterling 44 abgekühlt und danach bearbeitet, um Unregelmäßigkeiten 45 zu entfernen. Nach dem Entfernen des geformten Rohlings 35 aus der Form kann die flexible Abgußform 14 für einen erneuten Verfahrensanlauf vorbereitet werden.The shaped blank 35 is packed in a non-reactive temperature-resistant powder and fired under program control in step 37 in order to drive off the thermoplastic binder and to sinter the metal particles into a porous metal object 38 . The porous metal object 38 is subjected to a surface treatment in step 39 and then introduced in step 41 into a container suitable for impregnation, in which the impregnation z. B. with copper 44 takes place. In step 43 , the impregnated metal powder sinter 44 is cooled and then processed in order to remove irregularities 45 . After the molded blank 35 has been removed from the mold, the flexible casting mold 14 can be prepared for a new start of the process.

Die getränkten nichttemperaturfesten Metallpulversinterlinge sind gleichmäßig dicht, zäh, schlagfest und im wesentlichen frei von Innen- und Oberflächenfehlern. Sie zeigen gleichmäßige physikalische, mechanische und elektrische Eigenschaften und es läßt sich eine Präzisionstoleranz von besser als ±0,2% an ihnen erreichen. Diese Metallpulversinterlinge sind besonders gut brauchbar, wo zähe nichttemperaturfeste Gegenstände mit eng tolerierten Abmessungen erforderlich sind - beispielsweise Gegenstände mit komplizierter Gestalt und feindetaillierten Oberflächen wie Zahnersatz und Formen für das Druck- und Spritzgießen.The impregnated, non-temperature-resistant metal powder sinterlings are evenly dense, tough, impact resistant and in essentially free of internal and surface defects. they show uniform physical, mechanical and electrical Properties and there can be a precision tolerance of better than ± 0.2% on them. These Powder metal sinterlings are particularly useful where tough, non-temperature-resistant objects with narrow tolerances Dimensions are required - for example objects with a complicated shape and finely detailed surfaces such as dentures and molds for pressure and injection molding.

Der getränkte Metallpulversinterling und das Verfahren zu seiner Ausbildung werden weiterhin in den folgenden Beispielen erläutert, wobei alle Teile Gewichtsteile sind, sofern nichts anderes angegeben ist.The soaked metal powder sintering and the process too his training will continue in the following examples explained, where all parts are parts by weight, unless nothing other is indicated.

Example I

100 Teile eines sphärischen Metallpulvers aus Kobaltlegierung in Teilchengrößen von weniger als 149 μm wurden mit 3,5 Teilen Polyäthylenglykoldistearat (Schmelzpunkt 36°C) gemischt, die resultierende Metallpulver-Bindemittel-Mischung auf 66°C erwärmt und die resultierende plastische Masse in einen würfelförmigen Raum (5,08 cm³) einer auf 66°C erwärmten elastischen Form aus gehärtetem Silicongummi gegeben. Die Form wurde auf 2,25 mbar evakuiert und 10 min auf 66°C gehalten und dabei gerüttelt. Die Form und ihr Inhalt wurden wieder unter Druck gesetzt und in einem Ofen 24 Std. auf 38°C vorgehalten. Nach dieser Wärmebehandlung wurde die Form erneut 5 min gerüttelt und über eine Zeitspanne von 2 Std. auf Raumtemperatur abgekühlt. Die gekühlte Form und ihr Inhalt wurden in einen Trockner mit wasserfreiem Kalziumsulfat eingebracht und eine Stunde auf etwa 4°C gekühlt. Die gekühlte Form und ihr Inhalt wurden dann aus dem Trockner herausgenommen und der Rohling unmittelbar unter Anwendung von Unterdruck aus der Form entnommen. Der resultierende Rohling wurde in ein mit Aluminiumoxidpulver gefülltes Graphitschiffchen eingebracht und leicht gerüttelt, um das nichtreagierende temperaturfeste Pulver um den Rohling herum geringfügig zu verdichten. Hierauf wurde das Schiffchen mit Inhalt in einer Retorte in einen elektrischen Ofen eingesetzt und die Retorte dann langsam evakuiert, damit das Aluminiumoxidpulver nicht im Ofen verstreut wurde. Ein Unterdruck von etwa 0,375 mbar reichte aus, um die reaktionsfähigen Gase größtenteils abzuziehen. Danach wurde der Ofen schnell mit einer Atmosphäre aus Argon mit 5% Wasserstoff gefüllt. Die Retorte wurde während der Wärmebehandlung mit 85 l Gas pro Stunde gespült. Der Ofen wurde mit 43°C/h von Raumtemperatur auf 250°C, mit 7,5°C/h von 250°C bis 350°C, mit 100°C/h von 350°C auf 1000°C erwärmt und dann eine halbe Stunde auf 1000°C gehalten, um den Binder zu zersetzen, zu entfernen und die sphärischen Metallteilchen anzusintern. Danach wurde das Schiffchen mit Inhalt unter ständiger Schutzgasströmung im Ofen auf Raumtemperatur abgekühlt. Das angesinterte Skelett wurde aus dem Aluminiumoxidbett entfernt, das an seiner Oberfläche haftende Aluminiumoxid mit einem Kamelhaarpinsel leicht abgewischt und dann auf die Oberfläche des Skeletts eine Aerosolsuspension auf 10 g Zirkonoxidpulver (etwa 1 bis 5 μm Durchmesser) in 100 ml Azeton aufgesprüht. Das Skelett wies Würfelform auf, wobei etwa 0,5 cm des an eine Fläche bzw. Grundfläche angrenzenden Teils der vier Flächen mit Abdeckband beklebt und der offenliegende Rest der fünf Flächen mit einer Aerosolsuspension besprüht wurde. Die Grundfläche wurde nicht abgedeckt, weil sie vom Zirkonoxidnebel abgewendet lag und daher nicht geschützt zu werden brauchte. Nach dem Abziehen des Abdeckbandes wurde das Skelett an die unterste Stelle eines geneigten Aluminiumoxidbettes in ein Graphitschiffchen gesetzt. Kupferpulver wurde so auf das Aluminiumoxidbett aufgebracht, daß es beim Schmelzen unter dem Einfluß der Schwerkraft abwärts zu dem nicht mit Zirkonoxidpulver bedeckten Teil des Skeletts fließen, dieses berühren und durch die nichtbesprühte Außenfläche in ihn eindringen konnte. Das Schiffchen mit Inhalt wurde in einem molybdängewickelten Elektroofen eingesetzt, dieser auf 0,0375 mbar evakuiert und mit Wasserstoff geflutet. Eine Wasserstoffströmung von 141 l/h wurde aufrechterhalten, während die Temperatur von Raumtemperatur auf 1100°C über einen Zeitraum von zwei Stunden erhöht und dann eine halbe Stunde bei 1100°C gehalten wurde. Nach dem Tränken wurde der getränkte Metallpulversinterling abgekühlt und durch Strahlen mit Glasperlen von weniger als 44 μm Durchmesser durch eine 8-mm-Öffnung mit 14 bis 28 N/cm² Druck der Zirkonoxidüberzug entfernt. Der gestrahlte Metallpulversinterling wurde dann geschnitten, metallographisch poliert und mit 50- und 750facher Vergrößerung untersucht. Das Erscheinungsbild war homogen, zeigte eine Halsbildung zwischen aneinandergrenzenden gesinterten sphärischen Teilchen und war frei von internen Rissen, groben Poren oder anderen Diskontinuitäten. Fig. 2 stellt die Erscheinungsform des getränkten Metallpulversinterlings dar. 100 parts of a spherical metal powder made of cobalt alloy in particle sizes of less than 149 μm were mixed with 3.5 parts of polyethylene glycol distearate (melting point 36 ° C.), the resulting metal powder-binder mixture was heated to 66 ° C. and the resulting plastic mass was placed in a cubic space (5.08 cm³) of an elastic mold made of hardened silicone rubber heated to 66 ° C. The mold was evacuated to 2.25 mbar and held at 66 ° C. for 10 minutes while shaking. The mold and its contents were pressurized again and held in an oven at 38 ° C for 24 hours. After this heat treatment, the mold was shaken again for 5 minutes and cooled to room temperature over a period of 2 hours. The cooled mold and its contents were placed in a dryer with anhydrous calcium sulfate and cooled to about 4 ° C for one hour. The cooled mold and its contents were then removed from the dryer and the blank was immediately removed from the mold using negative pressure. The resulting blank was placed in a graphite boat filled with alumina powder and gently shaken to slightly densify the non-reactive temperature-resistant powder around the blank. The boat and its contents were then placed in a retort in an electric furnace and the retort was then slowly evacuated so that the aluminum oxide powder was not scattered in the furnace. A negative pressure of about 0.375 mbar was sufficient to remove most of the reactive gases. The furnace was then quickly filled with an atmosphere of argon with 5% hydrogen. The retort was flushed with 85 liters of gas per hour during the heat treatment. The oven was heated at 43 ° C / h from room temperature to 250 ° C, at 7.5 ° C / h from 250 ° C to 350 ° C, at 100 ° C / h from 350 ° C to 1000 ° C and then Maintained at 1000 ° C for half an hour to decompose, remove and sinter the spherical metal particles. Thereafter, the boat and its contents were cooled to room temperature with a constant flow of protective gas in the oven. The sintered skeleton was removed from the aluminum oxide bed, the aluminum oxide adhering to its surface was gently wiped off with a camel hair brush and then an aerosol suspension was sprayed onto the surface of the skeleton onto 10 g of zirconium oxide powder (approximately 1 to 5 μm in diameter) in 100 ml of acetone. The skeleton was cube-shaped, with about 0.5 cm of the part of the four surfaces adjoining one surface or base being covered with masking tape and the exposed rest of the five surfaces being sprayed with an aerosol suspension. The base area was not covered because it was facing away from the zirconium oxide mist and therefore did not need to be protected. After the masking tape had been removed, the skeleton was placed in the bottom of an inclined aluminum oxide bed in a graphite boat. Copper powder was applied to the alumina bed so that when it melted under the influence of gravity it could flow down to the part of the skeleton not covered with zirconia powder, touch it and penetrate it through the non-sprayed outer surface. The boat with its contents was placed in a molybdenum-wound electric furnace, which was evacuated to 0.0375 mbar and flooded with hydrogen. A hydrogen flow of 141 l / h was maintained while the temperature was raised from room temperature to 1100 ° C over a period of two hours and then held at 1100 ° C for half an hour. After the impregnation, the impregnated metal powder sintering was cooled and the zirconium oxide coating was removed by blasting with glass beads of less than 44 μm diameter through an 8 mm opening with a pressure of 14 to 28 N / cm 2. The blasted metal powder sintering was then cut, metallographically polished and examined at 50x and 750x magnification. The appearance was homogeneous, showed a neck formation between adjacent sintered spherical particles and was free from internal cracks, large pores or other discontinuities. Fig. 2 shows the appearance of the soaked metal powder sintered.

Examples 2 to 17

Die Versuchsbeispiele 2 bis 17 wurden nach dem im Beispiel 1 beschriebenen Verfahren durchgeführt, um andere getränkte Metallpulversinterlinge herzustellen. Diese Versuche sind in der Tabelle III aufgelistet. Bei jedem dieser Versuche wurden jeweils 100 Teile sphärisches Metallpulver zur Herstellung von Schlagproben einer Größe von 5,08 cm³ verwendet. Wo Ansintertemperaturen von mehr als 1020°C eingesetzt wurden, wurde der geformte Rohling programmiert auf etwa 1020°C erwärmt, abgekühlt, aus dem nichtreagierenden temperaturfesten Lager genommen und dann erneut auf die angegebene Ansintertemperatur erwärmt. Bei dem Tränkmetall in Form geschnittenen Blechs handelt es sich um handelsübliches Metall, während es sich bei den geschnittenen Platten um im Labor hergestellte Metalle handelte. Die Rockwell-C- und die Rockwell-B-Härten sind ebenso wie die Charpy-Schlagzähigkeitsprüfungen an gekerbten und ungekerbten Proben ebenfalls in der Tabelle III zusammengefaßt. Die Rockwell-B- und -C-Härtemessungen erfolgten nach der ASTM-Norm E 18-74, die Schlagzähigkeitsmessungen nach der ASTM-Norm E 23-72. Es wurden Einfach-Schlagproben des Typs Charpy A verwendet, die auf Querschnittsabmessungen von 10,1±0,08 mm abgeändert worden waren. The experimental examples 2 to 17 were carried out according to the procedure in example 1 described procedure performed to other soaked To produce metal powder sinters. These attempts are listed in Table III. With each of these attempts 100 parts of spherical metal powder were prepared of impact samples with a size of 5.08 cm³ used. Where sintering temperatures exceed 1020 ° C the molded blank was programmed heated to about 1020 ° C, cooled, from the unreactive temperature-resistant bearings and then again on the specified sintering temperature heated. With the drinking metal in the form of cut sheet it is commercially available Metal while it is cut Sheets were about metals made in the laboratory. The Rockwell-C- and the Rockwell B hardness levels are the same as the Charpy impact tests on notched and non-notched samples also summarized in Table III. The Rockwell B and -C hardness measurements were carried out in accordance with ASTM standard E 18-74, impact measurements according to ASTM standard E 23-72. Single impact samples of the type Charpy A used on cross-sectional dimensions of 10.1 ± 0.08 mm had been changed.

In den Beispielen 9 und 10 der Tabelle III zeigten sich keine Innenfehler auf Bruchflächen oder auf metallographisch polierten Schnitten der 131-cm³-Würfel. Dieses Ergebnis beruht teilweise auf der gleichmäßigen Dichte der fertigen getränkten Metallpulversinterlinge. In Examples 9 and 10 of Table III, there were no internal defects on broken surfaces or on metallographically polished sections of the 131 cm 3 cubes. This result is based in part on the uniform density of the finished soaked metal powder sinters.

Example 18

Nach dem Verfahren des Beispiels 1 wurde ein Auspreßdorn zum Auspressen von Kunststoff hergestellt. Dieser Dorn hatte einen Durchmesser von etwa 3,2 mm und diente zur Herstellung eines Zentrallochs in der Achse eines zylindrischen Kunststoffteils von etwa 12,7 mm mit einem Außendurchmesser von 8,13 mm. Dabei wurde ein sphärisches Metallpulver aus der Legierung Stellite Nr. 1 einer Teilchengröße von weniger als 44 μm mit 4,61 Teilen des thermoplastischen organischen Bindemittels Polyäthylenglykoldistearat gemischt und der geformte Dornrohling 45 min bei 1122°C angesintert. Bei 1120°C wurde das Dornskelett dann mit einer Kupferlegierung mit 15% Nickel und 7% Zinn über 45 min getränkt.According to the procedure of Example 1, an extrusion mandrel was used Squeezing plastic. This thorn had a diameter of about 3.2 mm and was used for production a central hole in the axis of a cylindrical plastic part of approximately 12.7 mm with an outer diameter of 8.13 mm. A spherical metal powder was made from the Alloy Stellite No. 1 with a particle size less than 44 μm with 4.61 parts of the thermoplastic organic Binder mixed polyethylene glycol distearate and the molded mandrel blank sintered at 1122 ° C for 45 min. At The mandrel skeleton was then 1120 ° C with a copper alloy impregnated with 15% nickel and 7% tin over 45 min.

Der getränkte Dorn wurde auf die Abmessungen abgearbeitet, die ein Einpressen in den beweglichen Teil einer zweiteiligen Spritzgießform erlaubte. Das Einpassen des Dorns in den ortsfesten Teil der Spritzform wurde durch Abschleifen der Dornspitze gewährleistet. Nach dem Einsetzen des Dorns in den beweglichen Formteil wurde die gesamte Form in eine Schnecken-Spritzgießmaschine mit einer Spritzkapazität von 156 g Polymerisatmaterial mit der Dichte von Polystyrol eingesetzt. Dann wurden 120 Spritzguß-Kunststoffteile aus Polystyrol hergestellt. Jeder Kunststoffteil wurde vom Dorn abgezogen und aus der Form ausgeworfen, während dieses sich öffnete. Eine Tubustemperatur von 193°C wurde bei einem maximalen Spritzdruck von 141×10⁶ N/m² verwendet. Die Kunststoffteile wiesen keinen Grat auf. Das Loch war bei bündig am festen Formteil anliegenden Dorn vollständig abgeschlossen. Am Dorn traten weder Druckmarken noch Risse oder Verschleißerscheinungen auf, wodurch seine gleichmäßigen physikalischen Eigenschaften dokumentiert waren.The soaked mandrel was machined to the dimensions which is pressed into the moving part of a two-part Injection mold allowed. Fitting the mandrel in the stationary Part of the injection mold was made by grinding the mandrel tip guaranteed. After inserting the mandrel into the movable one The entire mold was molded into a screw injection molding machine with a spray capacity of 156 g polymer material used with the density of polystyrene. Then were 120 injection molded plastic parts made of polystyrene. Everyone Plastic part was pulled off the mandrel and ejected from the mold, while this was opening. A tube temperature of 193 ° C at a maximum spray pressure of 141 × 10⁶ N / m² used. The plastic parts showed no ridges. The hole was flush with the fixed molded part adjacent thorn completely completed. On the thorn there were no pressure marks, cracks or signs of wear on, making its physical uniform Properties were documented.

Example 19

Sphärisches Metallpulver aus der Legierung Stellite 21 einer Teilchengröße von weniger als 53 μm diente zur Herstellung eines Parallelenendmaßes nach dem Verfahren des Beispiels 1. Nach dem Ansintern bei 1000°C wurde das Skelett mit Zirkonoxidpulver in Azeton besprüht und der überzogene Block dann in Berührung mit Zahngold aus 76% Gold, 14,3% Silber, 7,5% Kupfer, 2% Palladium, Rest Indium, gebracht. Durch halbstündiges Halten bei 1000°C in einer Wasserstoffatmosphäre drang das Gold in das Metallpulverskelett ein. Das Skelett verzerrte sich dabei nicht. Gegenüber dem Musterstück zeigte der Block im Mittel eine Schrumpfung von 0,79%. Die Rockwell-B-Härte war im Mittel 96. Spherical metal powder made from Stellite 21 alloy Particle size of less than 53 μm was used for the production of a parallel gauge block according to the procedure of Example 1. According to sintering at 1000 ° C was the skeleton with zirconia powder sprayed in acetone and then the coated block in Contact with tooth gold made of 76% gold, 14.3% silver, 7.5% copper, 2% palladium, balance indium. By Hold for half an hour at 1000 ° C in a hydrogen atmosphere the gold penetrated the metal powder skeleton a. The skeleton was not distorted. Compared to the On average, the block showed a shrinkage of 0.79%. The Rockwell B hardness was 96 on average.

Example 20

200 g sphärisches Metallpulver auf Kobaltbasis mit einer Teilchengröße von weniger als 44 μm wurden 5 min mit 2,0 g wärmehärtendem Harz vermischt, dann wurde 0,5 g Härtekatalysator für das Epoxyharz zugegeben und etwa 2 min eingemischt. Schließlich wurden 8,0 g Butylstearat zugegeben, um nach fünf weiteren Mischminuten der Masse eine kittartige Konsistenz zu erteilen. Diese Mischung wurde in eine 66°C warme Rüttelform gegeben, unter 0,75 mbar Unterdruck entgast und dann wieder auf den Umgebungsdruck gebracht. Der Gegenstand wurde dann eine halbe Stunde auf 66°C gehalten, um das Harz zu härten und dem Formling Festigkeit zu erteilen. Der Gegenstand wurde entformt, in ein Aluminiumoxidbett gepackt und in einer Argonatatmosphäre mit 5% Wasserstoff wie im Beispiel 1 auf 1010°C erwärmt. Der angesinterte Gegenstand in Form eines Würfels mit 50,8 mm Kantenlänge wurde mit einer Aerosolsuspension von Zirkonoxid besprüht und mit Kupfer bei 1110°C über 45 min aufgefüllt.200 g spherical cobalt-based metal powder with a Particle size less than 44 microns were 5 minutes at 2.0 g thermosetting resin mixed, then became 0.5 g of hardness catalyst for the epoxy resin added and mixed in for about 2 min. Finally 8.0 g of butyl stearate was added to check for five more minutes of mixing a putty-like To give consistency. This mixture was shaken into a 66 ° C warm form given, degassed under 0.75 mbar negative pressure and then brought back to ambient pressure. The object was then held at 66 ° C for half an hour to harden the resin and to give the molding strength To give. The object was removed from the mold in an alumina bed packed and in an argon atmosphere with 5% Hydrogen heated to 1010 ° C. as in example 1. The sintered Object in the form of a cube with an edge length of 50.8 mm was sprayed with an aerosol suspension of zirconium oxide and filled with copper at 1110 ° C for 45 min.

Example 21

Der Formhohlraum einer Druckgießkokille in Form eines gezackten Knaufs mit einem Durchmesser von 12,7 mm in einer Länge von 12,7 mm wurde nach dem Verfahren des Beispiels 1 abgeformt. Hierzu diente ein 2-Komponenten-Gießmaterial. Die einzelnen Komponenten des Gießmaterials wurden auf 10°C gekühlt und 5 min unter einem Unterdruck von etwa 22,5 mbar entgast. Die beiden Komponenten wurden zu gleichen Teilen vermischt und auf das Muster in einen geeigneten Behälter gegossen. Das Gießmaterial auf dem Muster wurde etwa eine Minute unter dem gleichen Unterdruck entgast und etwa eine Stunde bei 10°C gehärtet, worauf das Muster aus dem Abguß herausgenommen und dieser weitere 25 Std. bei Raumtemperatur gehärtet wurde. Der so hergestellte Abguß war eine genaue Negativkopie des Musters.The mold cavity of a die casting mold in the form of a jagged pommel with a Diameter of 12.7 mm in a length of 12.7 mm was determined molded from the procedure of Example 1. This served a 2-component casting material. The individual components of the Casting material was cooled to 10 ° C and 5 min under one Degassed negative pressure of about 22.5 mbar. The two components were mixed in equal parts and on the sample poured into a suitable container. The casting material on the sample was under the same negative pressure for about a minute degassed and cured for about an hour at 10 ° C, then the sample is taken out of the casting and this further Was cured for 25 hours at room temperature. The so made Cast was an exact negative copy of the pattern.

Der Druckgieß-Formhohlraum wurde nun nach dem Verfahren des Beispiels 1 mit der Kobaltlegierung Stellite Nr. 1 (Teilchengröße weniger als 44 μm) und 4,61 Teilen Polyäthylenglykoldistearat nachgebildet. Der geformte Roh-Formhohlraum wurde bei 1130°C angesintert und das resultierende Metallskelett mit einer Kupferlegierung mit 15% Nickel und 7% Zinn aufgefüllt, und zwar in einer Wasserstoffatmosphäre für eine Dauer von 45 min bei einer Tränktemperatur von 1110°C. Auf 500°C erwärmtes Zinn wurde in die Form gegossen, verfestigen lassen und das Gußstück aus der Form herausgenommen. Zwischen dem Zink und der Innenwand der Form ließ sich keine Reaktion wahrnehmen.The die casting mold cavity was now after the process of Example 1 with the cobalt alloy Stellite No. 1 (particle size less than 44 μm) and 4.61 parts of polyethylene glycol distearate replicated. The molded raw mold cavity was at Sintered at 1130 ° C and the resulting metal skeleton a copper alloy filled with 15% nickel and 7% tin, in a hydrogen atmosphere for one Duration of 45 min at a drinking temperature of 1110 ° C. Tin heated to 500 ° C was poured into the mold, allowed to solidify and that Casting removed from the mold. Between the zinc and there was no reaction to the inner wall of the mold.

Claims

1. A soaked metal powder sintering, which for the most part consists of a coherent skeleton sintered from powder, the pore volume having been impregnated with a lower-melting metal or such an alloy, characterized in that
that the powder consists of spherical particles ( 4 ) made of cobalt, iron, nickel or an alloy containing several of these metals,
that when viewed under the light microscope, a neck formation ( 7 ) of adjacent powder particles ( 4 ) is perceptible,
that the impregnating metal or the impregnating alloy ( 7 ) has a melting point which is at least 25 K lower than the melting point of the low-melting spherical powder particles, and
that the melting point of the impregnating alloy is also in the range from 0.6 to 0.98 of the melting point of the skeletal material, measured in K.

2. Soaked metal powder sintering according to claim 1, characterized in that the spherical powder particles ( 4 ) are present in a diameter distribution in the range from 1 to 200 microns.

3. Soaked metal powder sintering according to claim 1, characterized in that the spherical powder particles ( 4 ) have a diameter of less than 45 microns.

4. Soaked metal powder sintering according to claim 1, characterized in that the impregnating metal or the impregnating alloy made of copper, silver, gold or one or more of these Alloy containing metals.

5. Process for forming an object according to a of claims 1 to 4, characterized in that in Combination a mixture of a powder of spherical Particles made of cobalt, iron, nickel or one or one alloy containing several of these metals with one volatile organic binder from a thermoplastic Substance above the softening point of the binder is heated, the resulting plastic mass in a heated pliable form to one essentially void-free shaped raw body with the shape and size of the mold, the blank thus molded into stored in a non-reactive temperature-resistant powder and heated to drive off the organic binder and the spherical powder particles into one sintered coherent metal skeleton that the resulting metal skeleton cooled and with a Impregnating metal or an impregnating alloy, whose melting point is at least 25 K. lower than the melting point of the lowest melting is spherical metal powder and also in the range from 0.6 to 0.98 of the melting point of the skeletal material - measured in K - to an infiltrated metal sintering is replenished.